Projeto de pesquisa

Resumo:

O consumo de energia elétrica de um país está intimamente ligado ao seu crescimento econômico e ao estilo de vida da população. É latente a preocupação com o avanço do consumo de energia e, consequentemente, sua produção. O Brasil compõe hoje a lista dos 10 países que mais consomem energia elétrica no mundo (EPE, 2018). O Balanço Energético Nacional (BEN 2019) para o ano de 2018 aponta que o Brasil aumentou seu consumo em 1,4% no ano de 2018 comparativamente a 2017. Um dos aspectos de impacto no consumo energético são os sistemas de iluminação. De acordo com a International Energy Agency, os gastos em energia elétrica com iluminação no mundo são da ordem de 15% e responsáveis pela emissão de 5% dos gases de efeito estufa; além disso há uma tendência de aumento em 40% até o ano de 2030 (DE BOER, 2019). A luz natural tem papel relevante nos edifícios, fornecendo iluminação de boa qualidade, biologicamente efetiva e energeticamente eficiente nos espaços internos. Em construções não residenciais, a iluminação natural tem se tornado uma fonte de iluminação quantificável e possível de ser projetada acuradamente para atender às demandas com menor dependência da iluminação elétrica. Mas iluminação de boa qualidade e eficiente energeticamente é uma tarefa integrada (DE BOER, 2019). Direcionada pela prática do projeto de edificações, emprega tecnologias oriundas de três setores da indústria: fachadas, iluminação artificial e automação/controles. O conceito de “qualidade da iluminação” é um conceito que, dentre os muitos existentes, expressa melhor a perspectiva do usuário, ligada a efeitos visuais e não visuais da iluminação. A qualidade da iluminação é um objetivo importante para projetistas, sendo, no entanto, difícil de definir e de medir (MATUSIAK et al, 2020). A luz natural tem muitos efeitos no bem estar, o que sem dúvida aumenta o desempenho e a produtividade dos seres humanos. Uma conscientização crescente tem acontecido sobre os benefícios para a saúde decorrentes da exposição à luz natural e vistas (OSTERHAUS et al., 2020a).A exposição à luz natural também está ligada à regulação do ritmo circadiano, que tem impactos significativos na qualidade do sono e funções cognitivas - efeitos não visuais (BOUBEKRI et al., 2020). Levando em consideração os efeitos visuais e não visuais, e objetivando criar um Protocolo para Monitoramento da iluminação, Osterhaus et al. (2020b) propõem uma avaliação da qualidade da iluminação envolvendo quatro aspectos, a serem adotados nesta pesquisa: 1. Energia: uso da energia para iluminação e controles; 2. Fotometria (ou ambiente luminoso objetivo) efeitos visuais: caracterização do espaço através de mapas de luminâncias, fator de luz diurna, etc, ou métricas de iluminação natural baseadas no clima (CBDM); 3. Potencial Circadiano (efeitos não visuais): lux melanópico ou estímulo circadiano, baseado na distribuição espectral no olho ou na iluminância vertical; 4. Usuário (ou ambiente luminoso subjetivo): opinião do usuário do ambiente. O presente projeto investiga soluções integradas de iluminação natural e artificial em edifícios não residenciais, para obtenção de conforto e saúde dos usuários, e como estratégia para a obtenção do balanço energético nulo ou 2 quase nulo de edificações. A abordagem do projeto acontece em dois eixos principais: o primeiro eixo investiga soluções inovadoras de fachadas (materiais transparentes) e integração por meio de controles em modelos virtuais, utilizando-se de simulações computacionais para emular soluções arquitetônicas e tecnológicas e seus impactos em termos de efeitos visuais e não visuais da iluminação, baseando-se em conceitos de qualidade da iluminação preconizados pela International Energy Agency (OSTERHAUS et al, 2020b); estas simulações serão realizadas baseando-se em modelos pré configurados e representativos da arquitetura não residencial de Brasília, já investigados anteriormente (AMORIM et al, 2019), ampliando-se o leque de representatividade; o segundo eixo pressupõe a investigação em ambientes reais ocupados, com um processo de monitoramento da qualidade de iluminação dos edifícios e na opinião dos usuários baseado no Protocolo da Task 61 (OSTERHAUS et al, 2020b), que deve acontecer em edifícios selecionados no grupo anterior, mas também acontecendo no edifício NZEB no campus da Universidade de Brasília (LabZeroUnB), que estará construído no final de 2022, e poderá ser monitorado durante o ano de 2023. O edifício NZEB utiliza-se de várias estratégias inovadoras para iluminação natural e artificial, tendo sido um dos 4 contemplados no Edital NZEB Brasil do Procel/Eletrobrás no ano de 2020, com verba para sua construção (AMORIM et al, 2020). A metodologia proposta desenvolve-se em 6 Etapas, quais sejam: I. revisão bibliográfica; II. Análise tipológica e definição de modelos e objetos de estudo; III. Estudo de materiais transparentes inovadores; IV. Simulação e monitoramento da qualidade da iluminação nos modelos e objetos de estudo; V. Simulação de desempenho energético nos modelos; VI. Monitoramento e validação do LabZeroUnB. Espera-se como resultados investigar soluções apropriadas que garantam níveis adequados de qualidade da iluminação, incluindo-se efeitos visuais e não visuais, assim como bons níveis de eficiência energética para edifícios, aproximando-os da meta NZEB. Espera-se em especial avançar no conhecimento sobre as técnicas de simulação e monitoramento de aspectos como a iluminação circadiana, além de produzir conhecimento sobre materiais transparentes inovadores adequados para a realidade brasileira. Também espera-se estreitar relações com o grupo da IEA Task 61, atualmente participando de monitoramento de edifícios em vários países, e criar a rede de NZEBs no Brasil, juntamente com os demais contemplados pelo Edital Procel/Eletrobrás. Além destes resultados, também são esperados a formação de 4 doutores, 3 mestres, que trabalham em temas correlatos, além da produção de artigos em periódicos e anais de eventos da área. A pesquisa alinha-se com as recentes demandas decorrentes da pandemia de COVID-19 por edificações mais saudáveis, através do uso otimizado de recursos naturais passivos como a iluminação natural, privilegiando o bem estar do usuário.

Integrantes:

Claudia Naves David Amorim (coordenador)

Financiamento: CNPQ